JPH0339724Y2 - - Google Patents

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JPH0339724Y2
JPH0339724Y2 JP18173682U JP18173682U JPH0339724Y2 JP H0339724 Y2 JPH0339724 Y2 JP H0339724Y2 JP 18173682 U JP18173682 U JP 18173682U JP 18173682 U JP18173682 U JP 18173682U JP H0339724 Y2 JPH0339724 Y2 JP H0339724Y2
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signal
analyzer
auger
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detector
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  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)

Description

【考案の詳細な説明】 (産業上に利用分野) 本考案は、試料に対して低速の電子線を二次元
的に走査しながら試料表面から放出されるオージ
エ電子を検出することにより、特定元素の二次元
分布像を得る走査オージエ電子分光分析装置に関
する。
[Detailed description of the invention] (Field of industrial application) This invention detects specific elements by detecting Auger electrons emitted from the sample surface while scanning the sample two-dimensionally with a low-speed electron beam. The present invention relates to a scanning Auger electron spectrometer that obtains a two-dimensional distribution image of.

(従来技術) 一般に、走査オージエ電子分光分析装置
(SAM)において、特定元素の二次元分布像を得
るには、オージエ電子のエネルギ選別を行うアナ
ライザの印加電圧を特定元素の検出に敵した所定
の値に設定する必要がある。そのためには、予め
分析対象となる元素を含む標準試料などを用いて
アナライザ電圧Vを走査し、第1図に示すような
オージエスペクトルを求めた後、特定元素の検出
ピークP1(またはP2)が得られるアナライザ電圧
VA1(またはVA2)を決定する。
(Prior art) Generally, in a scanning Auger electron spectrometer (SAM), in order to obtain a two-dimensional distribution image of a specific element, the applied voltage of the analyzer that selects the energy of Auger electrons is adjusted to a predetermined value that is suitable for detecting the specific element. Must be set to a value. To do this, scan the analyzer voltage V using a standard sample containing the element to be analyzed in advance to obtain an Augier spectrum as shown in Figure 1, and then select the detection peak P 1 (or P 2 ) Analyzer voltage to obtain
Determine V A1 (or V A2 ).

(従来技術の課題) ところで、第1図に示したオージエスペクトル
は、次のような特徴を有する。すなわち、オージ
エ電子を得るための励起源は低速電子線であるた
め、オージエ電子の他に二次電子線が多量に放出
される。したがつて、本来信号Iには、本来必要
なオージエ電子に基づいオージエ信号成分A1
A2、……の他に、二次電子線に起因するバツク
グラウンド信号成分B1,B2,……が存在し、か
つ、さのバツクグラウンド信号成分B1,B2,…
…の占める割合が大きい。したがつて、このまま
検出信号Iを増幅すると、バツクグラウンド信号
成分B1,B2,……も増幅されることになつて大
きなダイナミツクレンジを有する増幅器が必要と
なる。しかも、増幅後にバツクグラウンド信号成
分B1,B2,……を除去してオージエ信号成分A1
A2,……のみを取り出すには多くの困難さを伴
う。そのため、従来技術では、ロツクイン増幅器
を適用してバツクグラウンド信号成分B1,B2
……を除いたオージエ信号成分A1,A2,……の
みが得られるようにしている。すなわち、検出信
号Iに対して10KHz程度の交流信号を付加してこ
の信号を変調し、これを同期検波して第2図に示
すような微分出力を求める。この微分出力により
分析対象元素に対応するアナライザ電圧VAを決
定することができる。そして、アナライザ電圧
VAを特定元素の検出ピークに対応する電圧VA1
(あるいはVA2)に固定した後、電子線を二次元
走査しつつオージエ電子を検出器で検出し、その
検出信号Iをロツクイン増幅器を介して輝度変調
信号としてCRTに出力するようにしている。
(Problems with the Prior Art) By the way, the Augier spectrum shown in FIG. 1 has the following characteristics. That is, since the excitation source for obtaining Augier electrons is a slow electron beam, a large amount of secondary electron beams are emitted in addition to Auger electrons. Therefore, the original signal I contains Auger signal components A 1 ,
In addition to A 2 , . . . , there are background signal components B 1 , B 2 , . . . caused by the secondary electron beam, and these background signal components B 1 , B 2 , .
...accounts for a large proportion. Therefore, if the detection signal I is amplified as it is, the background signal components B 1 , B 2 , . . . will also be amplified, and an amplifier with a large dynamic range will be required. Moreover, after amplification, the background signal components B 1 , B 2 , ... are removed and the Auger signal components A 1 ,
There are many difficulties in extracting only A 2 ,.... Therefore, in the prior art, the background signal components B 1 , B 2 ,
Only the Augier signal components A 1 , A 2 , . . . excluding . . . are obtained. That is, an alternating current signal of about 10 KHz is added to the detection signal I to modulate this signal, and this is synchronously detected to obtain a differential output as shown in FIG. Using this differential output, it is possible to determine the analyzer voltage V A corresponding to the element to be analyzed. And the analyzer voltage
V A is the voltage corresponding to the detection peak of a specific element V A1
(or V A2 ), Auger electrons are detected by a detector while the electron beam is two-dimensionally scanned, and the detection signal I is output to the CRT as a brightness modulation signal via a lock-in amplifier.

このようにすれば、バツクグラウンド信号成分
B1,B2,……を有効に除くことができるが、し
かし、ロツクイン増幅器から出力されるオージエ
信号成分たとえばA′1の信号レベルか小さいので、
蛍光塗料等を塗布したCRT画面上に特定元素の
二次元分布像を表示するには、遅い速度でラスタ
走査を行わねばならず、このため、画像形成時間
が長くなる等の不具合がある。
In this way, the background signal component
B 1 , B 2 , .
In order to display a two-dimensional distribution image of a specific element on a CRT screen coated with fluorescent paint or the like, raster scanning must be performed at a slow speed, resulting in problems such as a long image formation time.

この不具合を解消するため、コンピユータを適
用し、検出信号Iのレベルをロツクイン増幅器を
介することなく直接コンピユータに記憶させてバ
ツクグラウンド信号成分B1,B2,……を除去す
ることも試みられている。しかしながら、分析試
料が異なれば、そのたびにバツクグラウンド信号
成分B1,B2,……のレベルや形状も異なつたも
のとなるので、分析試料ごとにバツクグラウンド
信号成分を除く補正が必要になつて、分析手順が
非常に複雑になるという問題がある。
In order to solve this problem, attempts have been made to remove the background signal components B 1 , B 2 , etc. by using a computer and storing the level of the detection signal I directly in the computer without going through a lock-in amplifier. There is. However, if the sample to be analyzed is different, the levels and shapes of the background signal components B 1 , B 2 , etc. will be different each time, so correction to remove the background signal components is required for each sample to be analyzed. Therefore, the problem is that the analysis procedure becomes extremely complicated.

(課題を解決するための手段) アナライザ電圧を走査して得られるオージエス
ペトクル(第1図参照)に着目すると、特定元素
に対応する検出ピークのレベルはその試料中の元
素含有量によつて変化し、また、バツクグラウン
ド信号成分B1,B2,……のレベルも試料ごとに
変動する。しかしながら、検出信号に含まれるオ
ージエ信号成分A1,A2,……が示すピークの位
置は元素固有のものである。さらに、このオージ
エ信号成分A1,A2,……のピーク幅も元素固有
のものであつて、バツクグラウンド信号成分B1
B2,……の大きさや元素含有量によつて影響さ
れることなく殆ど一定である。
(Means for solving the problem) Focusing on the Auger Spectrum (see Figure 1) obtained by scanning the analyzer voltage, it can be seen that the level of the detection peak corresponding to a specific element depends on the element content in the sample. In addition, the levels of the background signal components B 1 , B 2 , . . . also vary from sample to sample. However, the positions of the peaks shown by the Auger signal components A 1 , A 2 , . . . included in the detection signal are element-specific. Furthermore, the peak widths of the Auger signal components A 1 , A 2 , ... are also element-specific, and the background signal components B 1 ,
B 2 , ... is almost constant without being affected by the size or element content.

本考案は、かかる事実に着目してなされたもの
であつて、検出信号に含まれるバツクグラウンド
信号成分を有効に取り除いて必要なオージエ信号
成分のみを取り出せるようにし、これによつて、
信号レベルが大きく、高速走査が可能で試料に含
まれる特定元素の二次元分布像が鮮明に得られる
ようするものである。
The present invention has been developed by focusing on this fact, and makes it possible to effectively remove the background signal component contained in the detection signal to extract only the necessary Auger signal component, thereby achieving the following:
The signal level is high, high-speed scanning is possible, and a two-dimensional distribution image of specific elements contained in a sample can be clearly obtained.

そのため、本考案では、試料表面から低速の電
子線励起により放出されるオージエ電子のエネル
ギを選別するアナライザと、このアナライザでエ
ネルギ選別されたオージエ電子を検出する検出器
と、この検出器からの検出信号に基づく画像を表
示するCRTとを備え、前記電子線の二次元走査
に基づいて試料に含まれる特定元素の分布像を表
示するようにした走査オージエ電子分光分析装置
において、次の構成を採る。
Therefore, the present invention includes an analyzer that selects the energy of Auger electrons emitted from the sample surface by low-speed electron beam excitation, a detector that detects the energy of Auger electrons that have been selected by this analyzer, and a detection method from this detector. A scanning Auger electron spectrometer is equipped with a CRT that displays an image based on a signal, and is configured to display a distribution image of a specific element contained in a sample based on two-dimensional scanning of the electron beam, which has the following configuration. .

すなわち、本考案の走査オージエ電子分光分析
装置では、 CRTの水平走査信号の帰線消去期間において
予めアナライザ電圧を走査して得られる元素固有
のオージエ信号成分に基づく検出ピークの近傍部
分に対応する第1アナライザ電圧の設定するとと
もに、前記第1アナライザ電圧の設定に同期して
スイツチ信号を出力する一方、水平走査信号の水
平走査期間において特定元素のピーク位置に対応
する第2アナライザ電圧に設定する同期切換手段
と、 この同期切換手段からの前記スイツチ信号に応
答して前記検出器からの検出信号をオン・オフす
るスイツチ、このスイツチに接続されて前記検出
信号を充電するコンデンサからなる記憶手段と、 前記記憶手段から与えられるバツクグラウンド
相殺信号のレベルと前記検出器から与えられられ
る検出信号のレベルとを比較し、その両者のレベ
ル差を輝度変調信号として前記CRTへ出力する
出力手段とを備えている。
That is, in the scanning Auger electron spectrometer of the present invention, the detection peak corresponding to the vicinity of the detection peak based on the element-specific Auger signal component obtained by scanning the analyzer voltage in advance during the blanking period of the horizontal scanning signal of the CRT is used. 1 analyzer voltage and outputs a switch signal in synchronization with the setting of the first analyzer voltage, while setting the second analyzer voltage corresponding to the peak position of a specific element in the horizontal scanning period of the horizontal scanning signal. a switching means, a switch that turns on and off the detection signal from the detector in response to the switch signal from the synchronous switching means, and a storage means that is connected to the switch and includes a capacitor that charges the detection signal; and output means for comparing the level of the background cancellation signal given from the storage means and the level of the detection signal given from the detector, and outputting the level difference between the two as a luminance modulation signal to the CRT. There is.

(作用) 上記構成において、アナライザ電圧を走査して
得られる検出信号に含まれる特定元素に対応する
オージエ信号成分のピーク位置とピーク幅は元素
固有のものであつて、バツクグラウンド信号成分
の大きさや元素含有量によつて影響されることな
く一定であるから、予め、検出ピークのピーク位
置に対応する第2アナライザ電圧、ならびにピー
クの裾野の部分に対応する第1アナライザ電圧を
それぞれ決定して同期切換手段にプリセツト値と
して与えておく。
(Function) In the above configuration, the peak position and peak width of the Augier signal component corresponding to a specific element included in the detection signal obtained by scanning the analyzer voltage are element-specific, and are different from the magnitude of the background signal component. Since it is constant without being affected by the element content, the second analyzer voltage corresponding to the peak position of the detected peak and the first analyzer voltage corresponding to the base of the peak are determined in advance and synchronized. It is given to the switching means as a preset value.

特定元素の二次元分布像を得る場合には、同期
切換手段が、CRTの水平走査信号の帰線消去期
間内に第1アナライザ電圧を設定し、さらに、同
期切換手段は、これらの第1アナライザ電圧の設
定に同期して記憶手段のスイツチに対してスイツ
チ信号を出力する一方、CRTの水平走査期間で
は特定元素のピーク位置に対応する第2アナライ
ザ電圧に設定する。
When obtaining a two-dimensional distribution image of a specific element, the synchronous switching means sets the first analyzer voltage within the blanking period of the horizontal scanning signal of the CRT; A switch signal is output to the switch of the storage means in synchronization with the voltage setting, and during the horizontal scanning period of the CRT, the second analyzer voltage is set to correspond to the peak position of the specific element.

スイツチは、同期切換手段からのスイツチ信号
に応答して検出器からの検出信号をオン・オフ
し、検出信号がコンデンサに充電される。
The switch turns on and off the detection signal from the detector in response to a switch signal from the synchronous switching means, and the detection signal is charged in the capacitor.

次に、CRTの水平走査期間内になると、同期
切換手段によつてアナライザ電圧が特定元素のオ
ージエ信号成分のピーク位置に対応する第3アナ
ライザ電圧に設定されるので、このアナライザ電
圧の下で得られる検出信号と記憶手段から与えら
れるバツクグラウンド相殺信号とが共に出力手段
に加えられる。出力手段は両者のレベルを比較
し、そのレベル差を輝度変調信号としてCRTに
出力する。
Next, within the horizontal scanning period of the CRT, the analyzer voltage is set by the synchronization switching means to the third analyzer voltage corresponding to the peak position of the Auger signal component of the specific element, so that the analyzer voltage can be obtained under this analyzer voltage. Both the detected signal and the background cancellation signal provided from the storage means are applied to the output means. The output means compares the levels of the two and outputs the level difference to the CRT as a brightness modulation signal.

これにより、CRTのラスター走査ごとにオー
ジエ電子の検出信号に含まれるバツクグラウンド
信号成分が除去され、必要なオージエ信号成分の
みが抽出される。そして、この信号レベルの大き
いオージエ信号がCRTに対して輝度変調信号と
して加えられることになる。
As a result, the background signal component included in the detection signal of Auger electrons is removed every time the CRT raster scans, and only the necessary Auger signal component is extracted. This Auger signal with a high signal level is then added to the CRT as a brightness modulation signal.

(実施例) 第3図は、本考案の実施例に係る走査オージエ
電子分光分析装置の要部な示す構成図である。同
図において、符号1はアナライザ8でエネルギ選
別された特定元素のオージエ電子を検出する検出
器で、この検出器1から出力される検出信号Iに
は、本来必要なオージエ電子に基づくオージエ信
号成分の他に二次電子に起因するバツクグラウン
ド信号成分が含まれている。2は検出器1からの
検出信号Iに基づいて特定元素の二次元分布像を
表示するための画像形成装置であり、検出信号I
に含まれるバツクグラウンド信号成分のみを記憶
する記憶手段3と、検出信号Iからバツクグラウ
ンド信号成分を除いたオージエ信号成分のみを出
力する出力手段4とを備える。そして、記憶手段
3は、後述する同期切換手段9から与えられる第
1、第2スイツチ切換信号の応答して検出器1か
らの検出信号をオン・オフする第1、第2スイツ
チS1,S2,この両スイツチS1.S2にそれぞれ接続
されて検出信号を充電する第1、第2コンデンサ
C1,C2および両コンデンサC1,C2の充電電圧の
平均値をとつてその平均出力をバツクグラウンド
相殺信号として出力する出力レベル調整回路とし
ての各抵抗R1,R2,R3から構成されている。ま
た、出力手段4は、記憶手段2から与えられるバ
ツクグラウンド相殺信号のレベルと検出器1から
与えられられる検出信号Iのレベルとを比較し、
その両者のレベル差を輝度変調信号として図外の
CRTに出力するものであつて、そして、差動増
幅器6の正相入力端子(+)の記憶手段3の一端
が、また、逆相入力端子(−)に検出器1からの
信号路5の一端がそれぞれ接続されている。
(Embodiment) FIG. 3 is a block diagram showing the main parts of a scanning Auger electron spectrometer according to an embodiment of the present invention. In the figure, reference numeral 1 denotes a detector that detects the Auger electrons of a specific element whose energy has been selected by the analyzer 8. The detection signal I output from this detector 1 includes an Auger signal component based on the originally necessary Auger electrons. In addition, a background signal component caused by secondary electrons is included. 2 is an image forming device for displaying a two-dimensional distribution image of a specific element based on the detection signal I from the detector 1;
The detection signal I includes a storage means 3 for storing only the background signal component included in the detection signal I, and an output means 4 for outputting only the Auger signal component obtained by removing the background signal component from the detection signal I. The storage means 3 includes first and second switches S 1 and S that turn on and off the detection signal from the detector 1 in response to first and second switch switching signals given from a synchronization switching means 9 , which will be described later. 2. Both switches S1 . The first and second capacitors are connected to S 2 and charge the detection signal.
From each resistor R 1 , R 2 , R 3 as an output level adjustment circuit that takes the average value of the charging voltage of C 1 , C 2 and both capacitors C 1 , C 2 and outputs the average output as a background cancellation signal. It is configured. Further, the output means 4 compares the level of the background cancellation signal given from the storage means 2 and the level of the detection signal I given from the detector 1,
The level difference between the two is used as a brightness modulation signal, which is not shown in the figure.
One end of the storage means 3 of the positive phase input terminal (+) of the differential amplifier 6 is also connected to the negative phase input terminal (-) of the signal path 5 from the detector 1. One end is connected to each.

また、9はCRTの水平走査信号の帰線消去期
間内にアナライザ8の電圧を走査して得られる検
出信号に含まれる元素固有のオージエ信号成分に
基づく検出ピークの両端部分にそれぞれ対応する
第1、第2アナライザ電圧VA1,VA2を交互に切
り換えるとともに、前記第1、第2アナライザ電
圧の切り換えに同期して第1、第2スイツチ切換
信号を前記第1、第2スイツチS1,S2にそれぞれ
出力する一方、前記CRTの水平走査期間では特
定元素のピーク位置に対応する第3アナライザ電
圧VA3に設定する同期切換手段である。
Further, reference numerals 9 denote first peaks corresponding to both ends of the detection peak based on the element-specific Augier signal component included in the detection signal obtained by scanning the voltage of the analyzer 8 during the blanking period of the horizontal scanning signal of the CRT. , the second analyzer voltages V A1 and V A2 are alternately switched, and the first and second switch switching signals are sent to the first and second switches S 1 and S in synchronization with the switching of the first and second analyzer voltages. 2 , respectively, while setting the third analyzer voltage V A3 to the third analyzer voltage V A3 corresponding to the peak position of the specific element during the horizontal scanning period of the CRT.

なお、10は検出器1の出力部に接続されたロ
ツクイン増幅器である。
Note that 10 is a lock-in amplifier connected to the output section of the detector 1.

次に、上記構成を有する走査オージエ電子分光
分析装置により、特定元素の二次元分布を得る場
合の作用について説明する。
Next, the operation of obtaining a two-dimensional distribution of a specific element using the scanning Auger electron spectrometer having the above configuration will be described.

特定元素の二次元分布像を得るには、オージエ
電子のエネルギ選別を行うアナライザ8の印加電
圧を特定元素のオージエ電子のピーク検出に適し
た所定の値に設定する必要がある。そのために
は、予め分析対象となる元素を含む標準試料など
を用いて、特定元素のオージエ電子が検出される
所定のエネルギ範囲にわたつてアナライザ8の電
圧Vを走査する、そして、これに応じて検出器1
で検出される検出信号I(積分出力)をロツクイ
ン増幅器10を通した後、その出力信号Jを
CRTに表示する。検出器1から出力される検出
信号Iは、たとえば、第4図bに示すような信号
波形であるが、これがロツクイン増幅器10を通
ると、第4図aに示すような信号波形となる。
In order to obtain a two-dimensional distribution image of a specific element, it is necessary to set the applied voltage of the analyzer 8, which performs energy selection of Auger electrons, to a predetermined value suitable for detecting the peak of Auger electrons of the specific element. To do this, the voltage V of the analyzer 8 is scanned in advance over a predetermined energy range in which Auger electrons of a specific element are detected using a standard sample containing the element to be analyzed. Detector 1
After passing the detection signal I (integral output) detected by the lock-in amplifier 10, the output signal J is
Display on CRT. The detection signal I output from the detector 1 has a signal waveform as shown in FIG. 4b, for example, but when it passes through the lock-in amplifier 10, it becomes a signal waveform as shown in FIG. 4a.

ここで、第4図bに示すオージエスペトクルに
着目すると、検出信号Iが示す検出ピークP1
レベルdは試料に含まれる元素の含有量およびバ
ツクグラウンド信号成分のレベルによつて変化
し、また、バツクグラウンドのレベルb1,b2,b3
自体も試料の種類によつて変動する。しかしなが
ら、検出信号Iに含まれるオージエ信号成分が示
すピークP1の位置VA3自体は元素固有のものであ
つて変動しない。さらに、このオージエ信号成分
のピーク幅(=VA2−VA1)も変わらないから、
両端の裾野部分の位置VA1,VA2も元素固有のも
のであつて、バツクグラウンド信号成分の大きさ
や元素含有量によつて変動することなく殆ど一定
である。
Now, focusing on the audio spectrum shown in FIG. 4b, the level d of the detection peak P1 indicated by the detection signal I changes depending on the content of elements contained in the sample and the level of the background signal component, Also, the background levels b 1 , b 2 , b 3
itself varies depending on the type of sample. However, the position V A3 of the peak P 1 indicated by the Auger signal component included in the detection signal I is unique to the element and does not vary. Furthermore, since the peak width (=V A2 −V A1 ) of this Augier signal component does not change,
The positions V A1 and V A2 of the base portions at both ends are also element-specific, and are almost constant without varying depending on the magnitude of the background signal component or the element content.

そこで、第4図aに示すロツクイン増幅器10
の信号波形に基づいて、各アナライザ電圧VA1
VA2,VA3をそれぞれ決定し、これらの各アナラ
イザ電圧VA1,VA2,VA3を同期切換手段9にプリ
セツト値として与えておく。
Therefore, the lock-in amplifier 10 shown in FIG.
Based on the signal waveform of each analyzer voltage V A1 ,
V A2 and V A3 are respectively determined, and each of these analyzer voltages V A1 , V A2 and V A3 is given to the synchronous switching means 9 as a preset value.

そして、CRTの画像表示を分析対象となる特
定元素の二次元分布像の表示モードに切り換え
る。すると、試料表面上を低速電子線が二次元走
査される一方、同期切換手段9は、第5図に示す
ように、CRTの水平同期信号VSの水平走査期間
t2ではアナライザ電圧VAを特定元素のピーク位
置に対応する第3アナライザ電圧VA3に設定し、
また、水平帰線消去期間t1では第1アナライザ電
圧VA1とA1と、第2アナライザ電圧VA2とに交互
に切り換える。しかも、同期切換手段9は、これ
らの第1、第2アナライザ電圧VA1,VA2の切り
換えに同期して記憶手段3の第1、第2スイツチ
S1、S2に対して第1、第2スイツチ切換信号を出
力する。
Then, the CRT image display is switched to a display mode of a two-dimensional distribution image of the specific element to be analyzed. Then, while the low-speed electron beam is two-dimensionally scanned over the sample surface, the synchronization switching means 9 changes the horizontal scanning period of the horizontal synchronization signal V S of the CRT, as shown in FIG.
At t 2 , the analyzer voltage V A is set to the third analyzer voltage V A3 corresponding to the peak position of the specific element,
Further, during the horizontal blanking period t1 , the first analyzer voltages V A1 and A1 and the second analyzer voltage V A2 are alternately switched. Moreover, the synchronous switching means 9 switches the first and second switches of the storage means 3 in synchronization with the switching of these first and second analyzer voltages V A1 and V A2 .
First and second switch switching signals are output for S 1 and S 2 .

この信号に応答して、第1スイツチS1は、一方
のアナライザ電圧VA1に設定された場合にのみオ
ンとなる。また第2スイツチS2は、他方のアナラ
イザ電圧VA2に設定された場合にのみオンとな
る。また、水平走査期間t2では、両スイツチS1
S2は共にオフとなる。したがつて、CRTの水平
帰線消去期間t1中は、第4図bに示すように、ま
ず、同期間t1の前半において、検出器1からは、
ピークP1の一方端の第1アナライザ電圧VA1に対
応したほぼバツクグラウンド信号成分からなる検
出信号I1が出力される。この出力タイミングで
は、第1スイツチS1がオンしているので、その検
出信号I1の信号レベルb1が第1コンデンサC1に記
憶される。続いて、同期間t1の後半においては、
検出器1からは、ピークP1の他方端の第2アナ
ライザ電圧VA2に対応したほぼバツクグラウンド
信号成分からなる検出信号I2が出力される。この
出力タイミングでは、第2信号S2がオンしている
ので、その検出信号I2の信号レベルb2が第2コン
デンサC2に記憶される。そして、各信号レベル
b1,b2がそれぞれのコンデンサC1,C2に記憶され
ると、差動増幅器6の正相入力端子(+)に対し
ては、両コンデンサC1,C2の充電電圧の平均値
をとつた平均出力b3(これは記憶手段3の各抵抗
R1,R2,R3により調整される)がバツクグラウ
ンド相殺信号として出力される。なお、記憶手段
3の各コンデンサC1,C2に充電中、各検出信号
I1,I2は、信号路5から差動増幅器6の逆相入力
端子(−)に加えられるが、記憶手段3の出力と
のレベル差が無いので、差動増幅器6からCRT
には何等信号が出力されない。
In response to this signal, the first switch S1 is turned on only when set to one analyzer voltage V A1 . Further, the second switch S2 is turned on only when set to the other analyzer voltage V A2 . Also, during the horizontal scanning period t 2 , both switches S 1 ,
Both S2 are turned off. Therefore, during the horizontal blanking period t1 of the CRT, as shown in FIG. 4b, first, in the first half of the period t1 , from the detector 1,
A detection signal I 1 consisting of substantially a background signal component corresponding to the first analyzer voltage V A1 at one end of the peak P 1 is output. At this output timing, the first switch S1 is on, so the signal level b1 of the detection signal I1 is stored in the first capacitor C1 . Subsequently, in the second half of the same period t 1 ,
The detector 1 outputs a detection signal I 2 consisting of substantially a background signal component corresponding to the second analyzer voltage V A2 at the other end of the peak P 1 . At this output timing, the second signal S2 is on, so the signal level b2 of the detection signal I2 is stored in the second capacitor C2 . And each signal level
When b 1 and b 2 are stored in the respective capacitors C 1 and C 2 , the average value of the charging voltage of both capacitors C 1 and C 2 is applied to the positive phase input terminal (+) of the differential amplifier 6. The average output b 3 (this is the average output of each resistor of storage means 3)
(adjusted by R 1 , R 2 , R 3 ) is output as a background cancellation signal. Note that while each capacitor C 1 and C 2 of the storage means 3 is being charged, each detection signal
I 1 and I 2 are applied from the signal path 5 to the negative phase input terminal (-) of the differential amplifier 6, but since there is no level difference with the output of the storage means 3, the signals I 1 and I 2 are applied from the differential amplifier 6 to the CRT.
No signal is output.

CRTの水平同期信号VSが水平走査期間t2にな
ると、アナライザ電圧は、分析対象となる特定元
素のピークに対応する第3アナライザ電圧VA3
設定される。したがつて、水平走査期間t2中、検
出器1から出力される検出信号I3のレベルは、分
析対象となる元素が存在する箇所では第4図bの
符号dで示す高さとなる。この検出信号I3には、
バツクグラウンド信号成分b3が重畳されている。
記憶手段3の両スイツチS1,S2は、水平走査期間
t2中は、共にオフになつているので、上記の検出
信号I3は、信号路5からそのまま差動増幅器6の
逆相入力端子(−)に入力される。これに対して
差動増幅器6の正相入力端子(+)には、水平帰
線消去期間t1に記憶された各バツクグラウンド信
号成分b1,b2に基づく平均入力b3がバツクグラウ
ンド相殺信号として既に加えられている。したが
つて、差動増幅器6からは、検出信号I3のピーク
のレベルdからバツクグラウンド相殺信号のレベ
ルb3を差し引いたもの、すなわち、両者のレベル
差a3(=d−b3)がオージエ信号成分として得ら
れる。分析対象となる試料や、試料表面上を二次
元走査される低速電子線の照射位置によつてバツ
クグラウンド信号成分b1,b2,b3のレベルは変化
するが、上記のように、検出信号I3のピークのレ
ベルdからバツクグラウンド相殺信号のレベルb3
を差し引くので、オージエ信号成分a3のみが抽出
される。そして、このオージエ信号成分a3
CRTに対して輝度変調信号として加えられる。
このため、CRTには、バツクグラウンド信号成
分を除いたオージエ信号成分a3のみに基づく特定
元素の二次元走査像が表示されることになる。
When the horizontal synchronizing signal V S of the CRT reaches the horizontal scanning period t 2 , the analyzer voltage is set to the third analyzer voltage V A3 corresponding to the peak of the specific element to be analyzed. Therefore, during the horizontal scanning period t2 , the level of the detection signal I3 outputted from the detector 1 is at the level indicated by the symbol d in FIG. 4b at the location where the element to be analyzed is present. This detection signal I3 has
A background signal component b3 is superimposed.
Both switches S 1 and S 2 of the storage means 3 are used for the horizontal scanning period.
Since both are off during t 2 , the detection signal I 3 is directly input from the signal path 5 to the negative phase input terminal (−) of the differential amplifier 6 . On the other hand, the positive phase input terminal (+) of the differential amplifier 6 receives an average input b 3 based on the background signal components b 1 and b 2 stored in the horizontal blanking period t 1 as background canceling signal. Already added as a signal. Therefore, from the differential amplifier 6, the value obtained by subtracting the level b3 of the background cancellation signal from the peak level d of the detection signal I3 , that is, the level difference a3 (=d- b3 ) between the two is obtained. Obtained as an Augier signal component. The levels of the background signal components b 1 , b 2 , and b 3 vary depending on the sample to be analyzed and the irradiation position of the low-speed electron beam that scans the sample surface two-dimensionally, but as described above, the detection From the peak level d of the signal I 3 to the background cancellation signal level b 3
, so only the Augier signal component a3 is extracted. And this Augier signal component a 3 is
Added to CRT as a brightness modulation signal.
Therefore, the CRT displays a two-dimensional scanned image of the specific element based only on the Auger signal component a3 excluding the background signal component.

なお、本実施例においては、記憶手段3のスイ
ツチS1,S2とコンデンサC1,C2を各2個ずつ設
けたが、検出信号Iのバツクグラウンド信号成分
がアナライザ電圧VAに対してごく僅かしか変化
しない場合には、片方のみ設けることもできる。
その際、CRTの水平帰線消去期間t1中、アナラ
イザ電圧VAは、ピークP1端の電圧VA1,VA2のい
ずれか一方に保持される。
In this embodiment, two switches S 1 and S 2 and two capacitors C 1 and C 2 of the storage means 3 are provided, but the background signal component of the detection signal I is different from the analyzer voltage V A. If there is only a slight change, only one side can be provided.
At this time, during the horizontal blanking period t1 of the CRT, the analyzer voltage V A is held at one of the voltages V A1 and V A2 at the peak P1 end.

(考案の効果) 本考案によれば、試料表面上を低速電子線を走
査して特定元素の二次元分布像を得る場合に、
CRTの水平帰線期間ごとに検出信号に含まれる
バツクグラウンド信号レベルが求められるので、
CRTの水平走査期間には、オージエ電子の検出
信号からバツクグラウンド信号成分を除いたオー
ジエ信号成分のみを取り出すことができる。した
がつて、信号レベルが大きく、また変調波を含ま
ないので高速走査が可能となるため、鮮明な特定
元素の二次元分布像を得ることができる。さら
に、コンピユータで処理するのではないので、安
価に実現できるという実用上優れた効果が発揮さ
れる。
(Effect of the invention) According to the invention, when obtaining a two-dimensional distribution image of a specific element by scanning a low-speed electron beam over the sample surface,
Since the background signal level included in the detection signal is determined for each horizontal retrace period of the CRT,
During the horizontal scanning period of the CRT, only the Auger signal component can be extracted by removing the background signal component from the Auger electron detection signal. Therefore, since the signal level is high and no modulated wave is included, high-speed scanning is possible, and a clear two-dimensional distribution image of a specific element can be obtained. Furthermore, since the processing is not performed by a computer, it can be realized at low cost, which is an excellent practical effect.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は走査オージエ電子分光分析装置で得ら
れるオージエスペクトルの検出信号の特性図、第
2図はロツクインアンプの微分出力信号波形を示
す特性図、第3図は本考案の実施例に係る走査オ
ージエ電子分光分析装置の要部を示す構成図、第
4図はアナライザ電圧の設定のための説明図、第
5図はCRTの水平同期信号とアナライザ電圧の
切り換えタイミングの関係を示すタイミングチヤ
ートである。 1……検出器、2……画像形成装置、3……記
憶手段、4……出力手段、8……アナライザ、9
……同期切換手段、I……検出信号、VA……ア
ナライザ電圧、VS……水平同期信号。
Fig. 1 is a characteristic diagram of the detection signal of the Auger spectrum obtained by the scanning Auger electron spectrometer, Fig. 2 is a characteristic diagram showing the differential output signal waveform of the lock-in amplifier, and Fig. 3 is a characteristic diagram showing the differential output signal waveform of the lock-in amplifier. FIG. 4 is an explanatory diagram for setting the analyzer voltage, and FIG. 5 is a timing chart showing the relationship between the horizontal synchronization signal of the CRT and the switching timing of the analyzer voltage. It is. 1...Detector, 2...Image forming device, 3...Storage means, 4...Output means, 8...Analyzer, 9
...Synchronization switching means, I...detection signal, V A ...analyzer voltage, V S ...horizontal synchronization signal.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】 試料表面から低速の電子線励起により放出され
るオージエ電子のエネルギを選別するアナライザ
と、このアナライザでエネルギ選別されたオージ
エ電子を検出する検出器と、この検出器からの検
出信号に基づく画像を表示するCRTとを備え、
前記電子線の二次元走査に基づいて試料に含まれ
る特定元素の分布像を表示するようにした走査オ
ージエ電子分光分析装置において、 前記CRTの水平走査信号の帰線消去期間にお
いて予めアナライザ電圧を走査して得られる元素
固有のオージエ信号成分に基づく検出ピークの近
傍部分に対応する第1アナライザ電圧を設定する
とともに、前記第1アナライザ電圧の切り換えに
同期してスイツチ信号を出力する一方、水平走査
信号の水平走査期間において特定元素のピーク位
置に対応する第2アナライザ電圧に設定する同期
切換手段と、 この同期切換手段からの前記スイツチ信号に応
答して前記検出器からの検出信号をオン・オフす
るスイツチ、このスイツチに接続されて前記検出
信号を充電するコンデンサとからなる記憶手段
と、 前記記憶手段から与えられるバツクグラウンド
相殺信号のレベルと前記検出器から与えられられ
る検出信号のレベルとを比較し、その両者のレベ
ル差を輝度変調信号として前記CRTへ出力する
出力手段と、 を備えていることを特徴とする走査オージエ電子
分光分析装置。
[Claims for Utility Model Registration] An analyzer that selects the energy of Auger electrons emitted from the sample surface by low-speed electron beam excitation, a detector that detects the energy of Auger electrons that have been selected by this analyzer, and from this detector. Equipped with a CRT that displays images based on the detection signal of
In the scanning Auger electron spectrometer that displays a distribution image of a specific element contained in a sample based on two-dimensional scanning of the electron beam, the analyzer voltage is scanned in advance during the blanking period of the horizontal scanning signal of the CRT. The first analyzer voltage corresponding to the vicinity of the detection peak based on the element-specific Auger signal component obtained by a synchronous switching means for setting a second analyzer voltage corresponding to a peak position of a specific element during a horizontal scanning period; and turning on and off a detection signal from the detector in response to the switch signal from the synchronous switching means. storage means comprising a switch and a capacitor connected to the switch to charge the detection signal; and comparing the level of the background cancellation signal given from the storage means with the level of the detection signal given from the detector. , and output means for outputting the level difference between the two as a luminance modulation signal to the CRT.
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